KR20230041064A - 웨이퍼의 흑화 방법, 흑화된 웨이퍼 및 탄성 표면파 필터 - Google Patents

웨이퍼의 흑화 방법, 흑화된 웨이퍼 및 탄성 표면파 필터 Download PDF

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중허 린
옌푸 린
스웨이 황
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성위 양
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푸졘 징안 옵토일렉트로닉스 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 출원은 웨이퍼의 흑화 방법, 흑화된 웨이퍼 및 탄성 표면파 필터를 개시하였고, 반도체 관련 기술분야에 관한 것이다. 상기 웨이퍼의 흑화 방법은 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계; 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계; 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6 인 단계; 색도(L) 값은 48~54인 단계;를 포함한다. 본 출원에서, 자외선을 이용하여 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 효과적으로 개선하여, 웨이퍼의 투과율을 개선할 수 있고, 웨이퍼 흑화 수율을 높인다. 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계와 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계는 순서가 교체될 수 있고 두 방법은 모두 웨이퍼 흑화 수율을 높일 수 있다.

Description

웨이퍼의 흑화 방법, 흑화된 웨이퍼 및 탄성 표면파 필터
본 출원은 반도체 관련 기술 분야에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 흑화 방법, 흑화된 웨이퍼 및 탄성 표면파 필터에 관한 것이다.
압전 웨이퍼는 탄성 표면파 필터를 제조하는 주요 재료이며, 압전 웨이퍼는 투과율이 높고, 초전 계수가 크고, 비저항이 높으므로, 표면에 대량의 정전하가 축적되기 쉽고, 이러한 정전하는 필터의 인터디지털 전극 사이 또는 압전 웨이퍼 사이에서 자발적으로 방출되어, 압전 웨이퍼의 균열 또는 인터디지털 전극의 연소와 같은 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해, 먼저 압전 웨이퍼에 대해 흑화 공정(환원 처리)을 진행하여 비저항 및 투과율을 감소시켜, 탄성 표면파 필터의 수율을 향상시켜야 한다.
기존의 압전 웨이퍼는 종래의 압전 웨이퍼 흑화 방법을 사용하여 얻어지므로 흑화 균일성 불량, 색도 불량 및 높은 투과율과 같은 문제가 존재하기 쉽고, 4인치 이하의 압전 웨이퍼에만 적합하다. 종래의 압전 웨이퍼 흑화 방법을 사용하여 대형 압전 웨이퍼를 제조하는 경우, 대형 압전 웨이퍼는 더 큰 열 필드(thermal field) 구배를 필요로 하고, 열 필드의 방사형 구배는 균일하게 증폭되기 어려우므로 특정 위치의 열 필드 구배가 너무 크거나 너무 작은 문제점이 발생하기 매우 쉬워 압전 웨이퍼의 흑화 균일성, 색도 및 투과율에 영향을 미친다.
따라서, 압전 웨이퍼가 대형일 때 압전 웨이퍼의 흑화 균일성, 색도 및 투과율을 개선하는 것은 해당 분야에서 해결해야 할 시급한 문제가 되었다.
본 출원은 웨이퍼가 대형일 때, 웨이퍼의 흑화 균일성, 색도 및 투과율을 개선할 수 있는 웨이퍼의 흑화 방법을 제공한다.
본 출원의 다른 목적은 흑화된 웨이퍼 및 탄성 표면파 필터를 더 제공하는 것이다.
제1 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는 웨이퍼의 흑화 방법을 제공하고, 상기 방법은,
웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계;
자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계;
웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6이고, 색도(L) 값은 48~54인 단계;를 포함한다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계는 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계와 순서가 교체된다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼의 크기는 6인치, 8인치, 또는 10인치이다.
가능한 실시방안에서, 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사할 때,
자외선의 파장은 200~450nm이고, 자외선의 조사 시간은 0.1h~2.5h인 것을 포함한다.
가능한 실시방안에서, 자외선의 조사 시간은 1h이다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼에 대해 환원 처리할 때,
웨이퍼와 환원 매체를 교차하여 적층 배열하는 단계;
환원 온도는 360℃~550℃, 환원 시간은 2h~5h로 하는 단계;를 포함한다.
제2 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는 흑화된 웨이퍼를 제공하고, 상기 웨이퍼는 상술한 웨이퍼의 흑화 방법에 따라 제조되고,
상기 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6이고, 색도(L) 값은 48~54이고, 파장이 300~900nm인 빛에 대한 상기 웨이퍼의 투과율은 0%~5%이다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.5 미만이다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼의 색도(L) 값은 52 미만이다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼는 6인치, 8인치, 또는 10인치 웨이퍼를 포함한다.
가능한 실시방안에서, 웨이퍼는 압전 웨이퍼이고, 상기 압전 웨이퍼는 리튬 탄탈라이트 또는 리튬 니오베이트 웨이퍼를 포함한다.
제3 측면에 있어서, 본 출원의 실시예는 탄성 표면파 필터를 제공하고, 상기 탄성 표면파 필터는,
상기 흑화된 웨이퍼;
웨이퍼에 설치된 인터디지털 트랜스듀서;를 포함하고, 상기 인터디지털 트랜스듀서는 입력단으로서의 제1 인터디지털 트랜스듀서 및 출력단으로서의 제2 인터디지털 트랜스듀서를 포함한다.
종래 기술과 비교하여, 본 출원은 적어도 아래와 같은 유익한 효과를 가진다.
1)본 출원에서, 자외선을 이용하여 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 효과적으로 개선하여, 웨이퍼의 투과율을 개선하고, 웨이퍼 흑화 수율을 높일 수 있다. 또한, 자외선을 이용하여 보조 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 환원 온도 및 환원 시간을 적절하게 줄여, 생산 효율을 높이고, 생산 비용을 절약할 수 있다.
2)본 출원의 방법을 이용하여 대형 웨이퍼를 흑화하면, 대형 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 효과적으로 개선하여, 대형 웨이퍼의 흑화 수율을 높이고, 대형 웨이퍼의 품질을 향상시킬 수 있다.
3)상기 방법을 이용하여 제조된 웨이퍼는 투과율이 낮으며, 이후 탄성 표면파 필터를 제조 시 포토리소그래피 공정에서, 단파장 장치를 교체할 필요 없이, 장파장 장치를 이용하면 웨이퍼의 투과율을 크게 낮출 수 있어, 포토리소그래피 비용이 절감된다.
본 출원의 실시예의 기술방안을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 실시예에 사용된 도면을 간략하게 소개할 것이며, 이하 도면은 본 출원의 일부 실시예만 보여줬을 뿐이므로 범위에 대한 한정으로 간주되어서는 안되며, 당업자에게 있어 창조적인 노동이 없는 전제하에 이러한 도면에 근거하여 다른 관련 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼의 흑화 방법의 흐름 개략도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼의 흑화 방법의 흐름 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼의 상이한 환원 환경에서의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값의 개략도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼의 환원 시간에 따른 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값의 변화 추이 그래프이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼의 자외선 조사 시간에 따른 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값의 변화 추이 그래프이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼의 상이한 파장에서의 투과율의 개략도이다.
도 7은 본 출원의 실시예에 따른 웨이퍼 측정 장치의 구조 개략도이다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 출원의 실시방식에 대해 설명하며, 당업자는 본 명세서에 개시된 내용으로부터 본 출원의 다른 장점 및 효과를 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 본 출원은 또한 다른 상이한 구체적인 실시방식을 통해 실시되거나 작동될 수 있고, 본 출원의 각각의 세부사항도 다양한 관점 및 응용에 기초하여 본 출원의 정신을 벗어나지 않고 다양한 수정 또는 변경이 이루어질 수 있다.
본 출원의 일 측면에 따르면, 웨이퍼의 흑화 방법을 제공한다. 상기 웨이퍼의 흑화 방법은 4인치의 소형 웨이퍼뿐만 아니라, 6인치, 8인치 및 10인치와 같은 대형 웨이퍼에도 적용된다. 소형 웨이퍼의 제한된 면적으로 인해, 소형 웨이퍼로 회로를 제조하는 제조 비용이 상대적으로 높고, 면적이 큰 대형 웨이퍼를 사용하면, 웨이퍼의 활용률을 높일 수 있고 회로의 제조 비용을 줄일 수 있다. 그러나, 기존 흑화 장치 및 흑화 방법을 사용하여 6인치, 8인치 및 10인치와 같은 대형 웨이퍼를 흑화할 경우, 얻어진 대형 웨이퍼의 흑화 수율이 좋지 않아, 대형 웨이퍼의 흑화 품질에 영향을 미치게 된다. 본 출원에 의해 제공되는 방법은 기존 흑화 장치에서 6인치, 8인치 및 10인치와 같은 대형 웨이퍼의 흑화를 구현할 수 있고, 흑화 균일성이 높은 대형 웨이퍼를 얻을 수 있어, 대형 웨이퍼의 흑화 수율 및 품질을 개선한다. 이러한 웨이퍼는 탄성 표면파 필터의 기판으로서, 주로 리튬 탄탈라이트 또는 리튬 니오베이트 웨이퍼를 포함하는 압전 웨이퍼이다.
설명드릴 것은, 아래 실시예에서 크기가 구체적으로 한정되지 않은 웨이퍼는 모두 대형 웨이퍼이다.
도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼의 흑화 방법은 L1, L2, L3단계를 포함한다.
L1단계는 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계이다.
일 실시방식에서, 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계는,
웨이퍼와 환원 매체를 교차하여 적층 배열하는 단계;
웨이퍼 배열이 완료된 후, 배열된 웨이퍼를 퀴리 온도보다 낮은 환원 환경에 두고 환원 환경은 환원 가스 또는 불활성 가스가 있고, 환원 온도는 360℃~550℃, 환원 시간은 2h~5h로 하는 단계;를 포함한다.
구체적으로, 배열된 웨이퍼를 흑화로에 넣고 환원 처리를 진행한다.
바람직하게는, 환원 매체는 기본 분말, 촉매 및 이형제로 구성된다. 여기서, 기본 분말은 카보네이트 또는 다양한 카보네이트 분말이며, 입경은 10~1000㎛이고, 상기 환원 매체에서 기본 분말의 비율은 50~95%이다. 촉매는 불포화 폴리에스터 수지류 또는 아크릴레이트류 등 카르복실기를 가진 유기물이고, 상기 환원 매체에서 촉매의 비율은 3%~45%이다. 이형제는 이산화규소, 탄화규소 또는 규소 중 하나 이상의 조합으로 구성된 비금속 산화물 분말로서, 입경은 100~1000㎛이고, 상기 환원 매체에서 이형제의 중량비는 2%~5%이다.
L2단계는 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계이다.
일 실시방식에서, 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계는,
웨이퍼를 자외선 광원 아래에 두고, 웨이퍼와 자외선 광원 사이의 거리는 30~100cm, 자외선 광원의 파장은 200~450nm, 자외선 광원의 웨이퍼 조사 시간은 0.1h~2.5h인 것을 포함한다. 바람직하게는, 자외선의 조사 시간은 1h이다.
리튬 탄탈라이트 웨이퍼를 예로 들어 설명하면,
리튬 탄탈라이트 웨이퍼에서 캐리어는 산소 결손이 주를 이루고, 리튬 탄탈라이트 웨이퍼에 대한 자외선의 광전도 효과를 이용하여, 산소 결손이 전도대 또는 가전자대로 여기되고, 산소 결손 자체에 일정한 농도 구배가 존재하므로, 산소 결손은 농도가 높은 곳에서 농도가 낮은 곳으로 이동하여, 여기된 산소 결손이 다시 포획되도록 하여 새로운 균형을 이룸으로써, 산소 결손 농도가 균일하게 분포되도록 하여, 웨이퍼의 흑화 균일성을 개선한다.
또한, 자외선을 사용하여 웨이퍼를 조사하여 웨이퍼의 산소 결손이 금제대에서 대량의 결함 에너지 준위를 형성하도록 하여, 웨이퍼의 광흡수 계수 및 광굴절 감도를 변화시키고, 웨이퍼의 광굴절 성능을 향상시켜, 웨이퍼의 흑화 균일성을 개선한다.
L3단계는 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값이 0.3~0.6 이고, 색도(L) 값이 48~54인 단계이다.
일 실시방식에서, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값이 0.3~0.6 이고, 색도(L) 값이 48~54인 단계에서, 색도(L) 값의 테스트 방법은 다음과 같다: 웨이퍼의 중심 및 웨이퍼의 가장자리에서 소정의 거리에 있는 4개의 지점(웨이퍼의 둘레를 따라 균일하게 분포됨)을 테스트 지점으로 한다. 구체적으로, 상기 4개의 지점과 웨이퍼 가장 자리 사이의 거리는 2~4mm이다. 도 7의 장치를 이용하여, 이러한 테스트 지점을 측정하여, 웨이퍼의 L값, a값 및 b값을 얻는다. L값은 웨이퍼의 흑색에 가까운 정도를 나타내고 본 출원의 색도 값이며, a값은 웨이퍼의 붉은 색에 가까운 정도를 나타내고, b값은 웨이퍼의 노란색에 가까운 정도를 나타낸다.
도 7은 웨이퍼 테스트 장치의 구조도이고, 검출기(10), 렌즈(20) 및 적분구(30)가 동일 축선을 따라 순차적으로 배치되고, 웨이퍼(40)의 중심 축선과 상기 축선은 소정의 각도를 이루고, 상기 각도는 6°~10°이다. 적분구(30)는 보조 광원(50) 및 광학 트랩(60)이 더 설치되고, 광학 트랩(60)과 검출기(10)는 웨이퍼의 중심 축선을 따라 대칭적으로 분포된다. 도 7의 장치를 이용하여 웨이퍼(40)의 복수의 테스트 지점을 정밀하게 검사하여, 웨이퍼(40)의 품질을 향상시킬 수 있다.
흑화 균일성(DE) 값의 테스트 방법은 상기 테스트 지점의 L값, a값 및 b값의 극차를 각각 구하고, 아래 공식에 따라 흑화 균일성(DE) 값을 산출한다.
Figure pct00001
여기서, L는 테스트 지점 L값의 극차이고, a는 테스트 지점 a값의 극차이고, b는 테스트 지점 b값의 극차이다.
바람직하게는, 색도(L) 값에 따라, 웨이퍼를 아래 5개의 규격으로 나눈다.
SB규격：L값이 45~47이다.
3A규격：L값이 47~48.5이다.
2A규격：L값이 48.5~50이다.
1A규격：L값이 50~52이다.
0A규격：L값이 52~53.5이다.
일 실시방식에서, 파장이 300~900nm인 빛에 대한 상기 웨이퍼의 투과율은 0%~5%이다. 이후 탄성 표면파 필터를 제조할 때, 포토리소그래피 공정을 사용해야 한다. 일반적으로, 포토리소그래피 공정에서 사용된 노광 파장이 짧을수록, 웨이퍼의 투과율이 더 낮고, 본 실시방식에서, 상기 웨이퍼의 파장이 300~900인 광에 대한 투과율은 모두 5% 미만이고, 이후 탄성 표면파 필터를 제조할 때 단파장 장치를 사용할 필요가 없이, 장파장 장치를 이용하면 웨이퍼의 투과율을 크게 낮출 수 있어, 포토리소그래피 비용이 절감된다.
일 실시방식에서, 도 2를 참조하면, 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계와 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계는 순서가 교체될 수 있고, 교체 후의 단계는 아래와 같다.
S1, 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사한다.
S2, 웨이퍼에 대해 환원 처리한다.
S3, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6, 색도(L) 값은 48~54이다.
상기 실시방식에서, 자외선을 이용하여 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 효과적으로 개선하여, 웨이퍼의 투과율을 개선하고, 웨이퍼 흑화 수율을 높일 수 있다. 자외선을 이용하여 웨이퍼를 조사하는 단계와 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계는 순서가 교체될 수 있고, 이러한 두 가지 방법은 모두 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 효과적으로 개선할 수 있어, 웨이퍼의 투과율을 개선하고, 웨이퍼 흑화 수율을 향상시킨다.
이하 6인치 웨이퍼를 예로 들어, 상이한 흑화 방법으로 얻어진 6인치 웨이퍼를 소개한다.
실시예 1
4인치 웨이퍼 및 6인치 웨이퍼를 선택하고, 4인치 웨이퍼 및 6인치 웨이퍼에 대해 각각 흑화 처리를 진행한다. 상기 흑화 처리는 구체적으로, 6인치 웨이퍼(또는 4인치 웨이퍼)와 환원 매체를 교차하여 적층 배열하고, 6인치 웨이퍼(또는 4인치 웨이퍼)의 배열이 완료된 후, 6인치 웨이퍼(또는 4인치 웨이퍼)를 흑화로에 넣고, 노내의 온도를 450℃까지 서서히 올리고, 승온 과정에서 수소를 유입시켜, 산소를 차단하고 환원 반응에 참여하고, 450℃까지 승온시킨 후 3h동안 온도를 유지하고, 노내 히터를 끄고, 상온으로 자연 냉각시킨 다음, 그라인딩, 씨닝, 폴리싱하여 흑화된 6인치 웨이퍼(또는 4인치 웨이퍼)를 얻는다.
도 3을 참조하면, 분광 색도계를 이용하여 4인치 웨이퍼 및 6인치 웨이퍼를 각각 다음과 같이 측정하였다: 4인치 웨이퍼의 색도(L) 값은 50.2이고, 흑화 균일성(DE) 값은 0.66이며, 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값은 51.5이고, 흑화 균일성(DE) 값은 1.37이다. 이로부터 알 수 있듯이, 4인치 웨이퍼의 흑화 효과는 6인치 웨이퍼의 흑화 효과보다 우수하다.
본 실시예를 통해 알 수 있듯이, 기존의 공정으로 소형 웨이퍼(4인치) 및 대형 웨이퍼(6인치)에 대해 흑화 처리를 진행할 경우, 대형 웨이퍼의 흑화 효과는 소형 웨이퍼의 흑화 효과보다 훨씬 나쁘다.
실시예 2
실시예 1에서 제공한 기술방안을 바탕으로, 6인치 웨이퍼를 흑화 처리한 후 6인치 웨이퍼를 소정의 시간 동안 자외선 광원 아래에 두고, 6인치 웨이퍼와 자외선 광원 사이의 간격은 50cm이다. 자외선 광원의 파장은 315~400nm이고, 자외선 광원은 6인치 웨이퍼를 1h 동안 조사한다.
도 3을 참조하면, 분광 색도계를 이용하여 자외선 광원을 1시간 동안 조사한 후의 6인치 웨이퍼를 측정하였고, 색도 L값은 48.9이고, 흑화 균일성(DE) 값은 0.45이다. 이로부터 알 수 있듯이, 실시예 1의 6인치 웨이퍼와 비교하면, 자외선이 조사된 6인치 웨이퍼의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값은 모두 현저히 감소하였고, 이는 자외선을 사용하여 웨이퍼를 조사하면 웨이퍼의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값을 효과적으로 개선할 수 있고, 웨이퍼의 흑화 효과를 개선할 수 있음을 의미한다.
본 실시예를 통해 알 수 있듯이, 자외선 조사를 이용하여 대형 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 대형 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값이 67% 감소되고, 대형 웨이퍼의 흑화 수율을 효과적으로 개선하여, 대형 웨이퍼의 품질을 향상시킨다.
실시예 3
6인치 웨이퍼를 자외선 광원 아래에 두고 소정의 시간 동안 조사하고, 6인치 웨이퍼와 자외선 광원 사이의 간격은 50cm이다. 자외선 광원의 파장은 315~400nm이고, 자외선 광원은 6인치 웨이퍼를 1h 동안 조사한다.
웨이퍼를 자외선으로 1h 동안 조사한 후, 실시예 1의 기술방안에 따라, 자외선에 의해 1h 동안 조사된 6인치 웨이퍼를 흑화 처리한다.
도 3을 참조하면, 분광 색도계를 이용하여 6인치 웨이퍼를 측정하였고, 색도 L값은 49.2이고, 흑화 균일성(DE) 값은 0.48이다. 이로부터 알 수 있듯이, 실시예 1, 실시예 2의 6인치 웨이퍼와 비교하면, 본 실시예의 6인치 웨이퍼의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값은 모두 실시예 2의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값에 거의 근접하고, 모두 실시예 2의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값보다 현저히 작다. 즉 자외선으로 웨이퍼를 조사하는 순서를 바꿔도 6인치 웨이퍼의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값에 영향을 미치지 않으며, 자외선 조사를 웨이퍼 흑화 전후에 배치하는 두 가지 방법은 모두 웨이퍼의 색도 L값 및 흑화 균일성(DE) 값을 효과적으로 개선할 수 있고, 웨이퍼의 흑화 효과를 개선할 수 있다.
본 실시예를 통해 알 수 있듯이, 자외선 조사를 이용하여 대형 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 자외선 조사 순서에 관계없이, 모두 대형 웨이퍼의 흑화 수율을 효과적으로 개선하여, 대형 웨이퍼의 품질을 향상시킨다.
실시예 4
6인치 웨이퍼를 흑화 처리한다. 상기 흑화 처리는 구체적으로 다음과 같다: 6인치 웨이퍼와 환원 매체를 교차하여 적층 배열하고, 6인치 웨이퍼의 배열이 완료된 후, 6인치 웨이퍼를 흑화로에 넣고, 노내의 온도를 360℃까지 서서히 올리고, 승온 과정에서 수소를 유입시켜, 산소를 차단하고 환원 반응에 참여하고, 360℃까지 승온시킨 후 3h동안 온도를 유지하고, 노내 히터를 끄고, 상온으로 자연 냉각시킨 다음, 그라인딩, 씨닝, 폴리싱하여 흑화된 6인치 웨이퍼를 얻는다.
6인치 웨이퍼의 흑화 처리가 완료된 후, 6인치 웨이퍼를 자외선 광원 아래에 두고 소정의 시간 동안 조사하고, 6인치 웨이퍼와 자외선 광원 사이의 간격은 50cm이다. 자외선 광원의 파장은 315~400nm이고, 자외선 광원은 6인치 웨이퍼를 1h 동안 조사한다.
도 3을 참조하면, 분광 색도계를 이용하여 자외선을 조사하지 않은 6인치 웨이퍼 및 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼를 측정하였고, 자외선을 조사하지 않은 6인치 웨이퍼의 색도 L값은 53.6이고, 흑화 균일성(DE) 값은 1.67이다. 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값은 51.9이고, 흑화 균일성(DE) 값은 0.51이다. 이로부터 알 수 있듯이, 실시예 1의 6인치 웨이퍼와 비교하면, 본 실시예에서 환원 온도를 낮추고 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값은 모두 현저히 개선되었다. 자외선 조사로 웨이퍼 흑화 공정을 보조할 경우, 웨이퍼의 환원 온도를 낮춰 강온 시간을 줄일 수 있고, 생산 효율을 향상시켜, 생산 비용을 절약한다.
실시예 5
실시예 1의 흑화 방법을 사용하여 6인치 웨이퍼를 제조하고, 분광 색도계를 이용하여 상이한 환원 시간 6h, 5h, 4h, 3h, 2h, 1h, 0.5h에서 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값을 측정하였다.
실시예 2의 흑화 방법을 사용하여 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼를 제조하고, 분광 색도계를 이용하여 상이한 환원 시간 6h, 5h, 4h, 3h, 2h, 1h, 0.5h에서 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값을 측정하였다.
도 4를 참조하면, 도 4는 상이한 환원 시간에서 자외선을 조사하지 않은 6인치 웨이퍼 및 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값이다. 알 수 있듯이, 환원 시간이 감소함에 따라, 자외선을 조사하지 않은 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값이 증가하였고, 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값은 증가하였으나, 흑화 균일성(DE) 값은 환원 시간이 2h 이하로 감소했을 때, 비로소 뚜렷하게 변한다. 자외선 조사로 웨이퍼 흑화 공정을 보조할 경우, 6인치 웨이퍼의 환원 시간을 적절하게 단축할 수 있고 생산 비용을 줄일 수 있다.
실시예 6
실시예 2의 흑화 방법으로 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼를 제조하고, 분광 색도계를 이용하여 각각 0.1h, 0.25h, 0.5h, 0.75h, 1h, 2h, 3h, 4h의 조사 시간 동안 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값을 측정한다.
도 5를 참조하면, 도 5는 상이한 조사 시간에서 자외선을 조사한 6인치 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값이다. 이로부터 알 수 있듯이, 조사 시간이 0~1h일 때, 조사 시간이 증가함에 따라, 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값이 감소하고, 조사 시간이 1h을 초과하면, 웨이퍼의 색도(L) 값 및 흑화 균일성(DE) 값은 거의 더 이상 변화하지 않고, 웨이퍼에 대한 자외선의 영향은 거의 포화 상태이다. 즉, 최적의 자외선 조사 시간은 1h이다.
상술한 기술방안을 통해 알 수 있듯이, 기존의 방법으로 얻은 대형 웨이퍼의 흑화 수율은 소형 웨이퍼의 흑화 수율에 비해 좋지 않다. 본 출원에서 자외선 조사를 사용하여 대형 웨이퍼의 흑화 공정을 보조하면, 대형 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 현저하게 개선하고, 대형 웨이퍼의 투과율을 개선하며, 대형 웨이퍼의 흑화 수율을 높인다. 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계 및 자외선을 이용하여 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계는 순서가 교체될 수 있고, 두 방법은 모두 대형 웨이퍼의 흑화 수율을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 자외선 조사를 사용하여 대형 웨이퍼 흑화 공정을 보조하면, 환원 온도 및 환원 시간을 적절하게 줄여 생산 효율을 높이고, 생산 비용을 절약할 수 있다.
본 출원의 다른 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 흑화된 웨이퍼를 제공하고, 상기 웨이퍼는 구체적으로 6인치, 8인치, 및 10인치와 같은 대형 웨이퍼이고, 상기 웨이퍼는 상술한 실시예의 웨이퍼의 흑화 방법에 따라 제조되고, 상기 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6이고, 색도(L) 값은 48~54이고, 파장이 300~900nm인 빛에 대한 상기 웨이퍼의 투과율은 0%~5%이다(도 6 참조).
바람직하게는, 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.5 미만이고, 웨이퍼의 색도(L) 값은 52 미만이다.
바람직하게는, 웨이퍼는 압전 웨이퍼이고, 상기 압전 웨이퍼는 리튬 탄탈라이트 또는 리튬 니오베이트 웨이퍼를 포함한다.
상술한 기술방안을 통해 알 수 있듯이, 파장이 300~900nm인 빛에 대한 상기 웨이퍼의 투과율은 0%~5%이다. 즉, 이후 탄성 표면파 필터를 제조할 때의 포토리소그래피 공정에서, 노광 파장에서 낮은 투과율을 가지고, 단파장 장치를 교체할 필요가 없이, 장파장 장치로 웨이퍼의 투과율을 크게 낮출 수 있어, 포토리소그래피 비용이 절감된다. 또한, 상기 웨이퍼는 우수한 흑화 균일성(DE) 값 및 색도(L) 값을 가지므로, 탄성 표면파 필터의 수율을 높일 수 있다.
본 출원의 다른 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 탄성 표면파 필터를 제공하고, 상기 탄성 표면파 필터는 상술한 실시예의 흑화된 웨이퍼 및 인터디지털 트랜스듀서를 포함한다. 인터디지털 트랜스듀서는 웨이퍼에 설치되고, 상기 인터디지털 트랜스듀서는 입력단으로서의 제1 인터디지털 트랜스듀서 및 출력단으로서의 제2 인터디지털 트랜스듀서를 포함한다.
이상, 본 출원의 바람직한 실시방식일 뿐이며, 설명드릴 것은, 당업자에게 있어, 본 출원의 기술 원리를 벗어나지 않는 범위에서, 일부 개선 및 대체가 더 가능하며, 이러한 개선 및 대체는 본 출원의 보호 범위로 간주되어야 한다.

Claims (12)

  1. 웨이퍼의 흑화 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계;
    자외선을 사용하여 상기 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계;
    상기 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6이고, 색도(L) 값은 48~54인 단계;
    를 포함하는 웨이퍼의 흑화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상술한 상기 웨이퍼에 대해 환원 처리하는 단계는 상술한 자외선을 사용하여 상기 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사하는 단계와 순서가 교체되는, 웨이퍼의 흑화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 크기는 6인치, 8인치, 또는 10인치인, 웨이퍼의 흑화 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    자외선을 사용하여 상기 웨이퍼를 소정 시간 동안 조사할 때,
    상기 자외선의 파장은 200~450nm이고, 상기 자외선의 조사 시간은 0.1h~2.5 h인 것을 포함하는, 웨이퍼의 흑화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자외선의 조사 시간은 1h인, 웨이퍼의 흑화 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼에 대해 환원 처리할 때,
    상기 웨이퍼와 환원 매체를 교차하여 적층 배열하는 단계;
    환원 온도는 360℃~550℃, 환원 시간은 2h~5h로 하는 단계;를 포함하는, 웨이퍼의 흑화 방법.
  7. 흑화된 웨이퍼에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 웨이퍼의 흑화 방법으로 제조되고,
    상기 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.3~0.6, 색도(L) 값은 48~54, 파장은 300~900nm인 빛에 대한 상기 웨이퍼의 투과율은 0%~5%인,
    흑화된 웨이퍼.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 흑화 균일성(DE) 값은 0.5 미만인, 흑화된 웨이퍼.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 색도(L) 값은 52 미만인, 흑화된 웨이퍼.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 6인치, 8인치, 또는 10인치 웨이퍼를 포함하는, 흑화된 웨이퍼.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 웨이퍼는 리튬 탄탈라이트 또는 리튬 니오베이트 웨이퍼를 포함하는 압전 웨이퍼인, 흑화된 웨이퍼.
  12. 탄성 표면파 필터에 있어서,
    제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 흑화된 웨이퍼; 및
    웨이퍼에 설치된 인터디지털 트랜스듀서;
    를 포함하고,
    상기 인터디지털 트랜스듀서는 입력단으로서의 제1 인터디지털 트랜스듀서 및 출력단으로서의 제2 인터디지털 트랜스듀서를 포함하는,
    탄성 표면파 필터.
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